一种泵体铸造用呋喃树脂负载纳米碳纤维改性型砂的制作方法
【技术领域】
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[0001]本发明涉及型砂生产技术领域，具体涉及一种泵体铸造用呋喃树脂负载纳米碳纤维改性型砂。
【背景技术】
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[0002]型砂是在铸造中用来造型的材料，一般由铸造用原砂、型砂粘结剂和辅加物等造型材料按一定的比例混合而成。按所用粘结剂不同，可分为粘土砂、水玻璃砂、水泥砂、树脂砂等。型砂在铸造生产中的作用极为重要，因型砂的质量不好而造成的铸件废品约占铸件总废品的30-50%。通常对型砂的要求是:(1)具有较高的强度和热稳定性，以承受各种外力和高温的作用；(2)良好的流动性，即型砂在外力或本身重力作用下砂粒间相互移动的能力；(3) —定的可塑性，即型砂在外力作用下变形，当外力去除后能保持所给予的形状的能力；(4)较好的透气性，即型砂孔隙透过气体的能力；(5)高的溃散性，又称出砂性，即在铸件凝固后型砂是否容易破坏，是否容易从铸件上清除的性能。
[0003]树脂砂由硅砂、树脂和硬化剂等混合配制而成。常用的树脂有呋喃树脂、甲阶酚醛树脂、碱性酚醛树脂及尿烷树脂。用这种型砂制成的砂型强度高、尺寸偏差小、溃散性好、能源消耗少，可用于铸钢、铸铁及铸造有色合金铸件的生产，铸件的表面质量和尺寸精度高，因此树脂砂是一种很有发展前途的造型砂。由于泵体结构复杂，其铸造时对型砂的性能要求比一般简单铸件高，因此急需开发出一种专用于泵体铸造的型砂，以进一步降低生产成本和提高泵体铸件质量。
【发明内容】
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[0004]本发明所要解决的技术问题在于提供一种生产成本低、性能优异的泵体铸造用呋喃树脂负载纳米碳纤维改性型砂。
[0005]本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现:
[0006]一种泵体铸造用呋喃树脂负载纳米碳纤维改性型砂，由如下质量份数的原料制成:
[0007]石英砂90-100份、呋喃树脂8-10份、纳米碳纤维3_5份、脱硫石膏粉12_15份、莫来石粉8-10份、蛭石粉5-8份、矿物纤维4-7份、棕榈蜡2-3份、浓硝酸0.5-1份、乙酸乙酯
10-15 份、水 25-30 份；
[0008]其制备方法如下:
[0009](I)先将呋喃树脂溶解于乙酸乙酯中，再加入纳米碳纤维和浓硝酸，分散均匀后于超声频率22kHz、功率100W下超声处理25-35min，然后将混合液蒸发浓缩，剩余物于70-80°C烘干机中烘干，最后将其研磨成粒度小于30 μ m的粉末，即得改性粘结剂；
[0010](2)将脱硫石膏粉、莫来石粉和蛭石粉加入高速混合机中，升温至50-60 °C混合10_15min，再加入石英砂、矿物纤维和棕榈錯，混合10_15min后降温至25-30°C，随后加入改性粘结剂和水，继续混合15-20min，即得混合物料；
[0011](3)将混合物料先于50-60°C烘干机中干燥3-5h，然后升温至90-100°C干燥2-3h，再经粉碎机粉碎，最后过270-400目筛，即得目标型砂。
[0012]所述纳米碳纤维使用前先置于70-80°C烘干机中烘干，然后于350-400°C下煅烧2_4h，再于500-550°C下煅烧l_3h，经冷却降温至室温后即可使用。
[0013]所述呋喃树脂选自糠醇酚醛树脂、糠醇尿醛树脂中的一种或两种的混合。
[0014]本发明的有益效果是:
[0015](I)所用原料无毒无害，是一种环境友好型造型材料，且生产成本较低；
[0016](2)采用负载有纳米碳纤维的呋喃树脂作为粘结剂，有利于提高型砂的综合性會K ;
[0017](3)制得的型砂具有较强的耐高温性、耐磨性、流动性、可塑性、透气性和溃散性，适用于泵体及其他多种工件的铸造；
[0018](4)可回收再使用，回收率在90 %以上。
【具体实施方式】
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[0019]为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
[0020]实施例1
[0021](I)先将8kg糠醇酚醛树脂溶解于1kg乙酸乙酯中，再加入3kg纳米碳纤维和0.5kg浓硝酸，分散均匀后于超声频率22kHz、功率100W下超声处理30min，然后将混合液蒸发浓缩，剩余物于70-80°C烘干机中烘干，最后将其研磨成粒度小于30 μ m的粉末，即得改性粘结剂；
[0022](2)将12kg脱硫石膏粉、8kg莫来石粉和5kg蛭石粉加入高速混合机中，升温至50_60°C混合lOmin，再加入石英砂90kg、4kg矿物纤维和2kg棕榈錯，混合15min后降温至25-30 0C，随后加入改性粘结剂和25kg水，继续混合20min，即得混合物料；
[0023](3)将混合物料先于50-60°C烘干机中干燥5h，然后升温至90-100°C干燥3h，再经粉碎机粉碎，最后过270目筛，即得目标型砂。
[0024]其中，纳米碳纤维使用前先置于70-80°C烘干机中烘干，然后于350-400°C下煅烧4h，再于500-550 °C下煅烧2h，经冷却降温至室温后即可使用。
[0025]实施例2
[0026](I)先将9kg糠醇尿醛树脂溶解于12kg乙酸乙酯中，再加入4kg纳米碳纤维和0.5kg浓硝酸，分散均匀后于超声频率22kHz、功率10W下超声处理30min，然后将混合液蒸发浓缩，剩余物于70-80°C烘干机中烘干，最后将其研磨成粒度小于30 μ m的粉末，即得改性粘结剂；
[0027](2)将13kg脱硫石膏粉、9kg莫来石粉和6kg蛭石粉加入高速混合机中，升温至50-60°C混合lOmin，再加入石英砂95kg、6kg矿物纤维和2kg棕榈錯，混合15min后降温至25-30 0C，随后加入改性粘结剂和25kg水，继续混合20min，即得混合物料；
[0028](3)将混合物料先于50-60°C烘干机中干燥5h，然后升温至90-100°C干燥3h，再经粉碎机粉碎，最后过270目筛，即得目标型砂。
[0029]其中，纳米碳纤维使用前先置于70-80°C烘干机中烘干，然后于350-400°C下煅烧4h，再于500-550 °C下煅烧2h，经冷却降温至室温后即可使用。
[0030]实施例3
[0031](I)先将1kg糠醇酚醛树脂溶解于15kg乙酸乙酯中，再加入5kg纳米碳纤维和Ikg浓硝酸，分散均匀后于超声频率22kHz、功率100W下超声处理30min，然后将混合液蒸发浓缩，剩余物于70-80°C烘干机中烘干，最后将其研磨成粒度小于30 μ m的粉末，即得改性粘结剂；
[0032](2)将15kg脱硫石膏粉、1kg莫来石粉和8kg蛭石粉加入高速混合机中，升温至50_60°C混合lOmin，再加入石英砂100kg、7kg矿物纤维和3kg棕榈錯，混合15min后降温至25-30 0C，随后加入改性粘结剂和30kg水，继续混合20min，即得混合物料；
[0033](3)将混合物料先于50-60°C烘干机中干燥5h，然后升温至90-100°C干燥3h，再经粉碎机粉碎，最后过270目筛，即得目标型砂。
[0034]其中，纳米碳纤维使用前先置于70-80°C烘干机中烘干，然后于350-400°C下煅烧4h，再于500-550 °C下煅烧2h，经冷却降温至室温后即可使用。
[0035]以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【主权项】
1.一种泵体铸造用呋喃树脂负载纳米碳纤维改性型砂，其特征在于，由如下质量份数的原料制成: 石英砂90-100份、呋喃树脂8-10份、纳米碳纤维3-5份、脱硫石膏粉12-15份、莫来石粉8-10份、蛭石粉5-8份、矿物纤维4-7份、棕榈蜡2-3份、浓硝酸0.5-1份、乙酸乙酯10-15份、水25-30份； 其制备方法如下: (1)先将呋喃树脂溶解于乙酸乙酯中，再加入纳米碳纤维和浓硝酸，分散均匀后于超声频率22kHz、功率100W下超声处理25-35min，然后将混合液蒸发浓缩，剩余物于70_80°C烘干机中烘干，最后将其研磨成粒度小于30 μ m的粉末，即得改性粘结剂； (2)将脱硫石膏粉、莫来石粉和蛭石粉加入高速混合机中，升温至50-600C混合10_15min，再加入石英砂、矿物纤维和棕榈錯，混合10_15min后降温至25-30°C，随后加入改性粘结剂和水，继续混合15-20min，即得混合物料； (3)将混合物料先于50-600C烘干机中干燥3-5h，然后升温至90-100 °C干燥2_3h，再经粉碎机粉碎，最后过270-400目筛，即得目标型砂。2.根据权利要求1所述的泵体铸造用呋喃树脂负载纳米碳纤维改性型砂，其特征在于:所述纳米碳纤维使用前先置于70-80°C烘干机中烘干，然后于350-400°C下煅烧2_4h，再于500-550°C下煅烧l_3h，经冷却降温至室温后即可使用。3.根据权利要求1所述的泵体铸造用呋喃树脂负载纳米碳纤维改性型砂，其特征在于:所述呋喃树脂选自糠醇酚醛树脂、糠醇尿醛树脂中的一种或两种的混合。
【专利摘要】本发明公开了一种泵体铸造用呋喃树脂负载纳米碳纤维改性型砂，涉及型砂生产技术领域，由如下质量份数的原料制成：石英砂90-100份、呋喃树脂8-10份、纳米碳纤维3-5份、脱硫石膏粉12-15份、莫来石粉8-10份、蛭石粉5-8份、矿物纤维4-7份、棕榈蜡2-3份、浓硝酸0.5-1份、乙酸乙酯10-15份、水25-30份。本发明采用负载有纳米碳纤维的呋喃树脂作为粘结剂，有利于提高型砂的综合性能；并且制得的型砂具有较强的耐高温性、耐磨性、流动性、可塑性、透气性和溃散性，适用于泵体及其他多种工件的铸造。
【IPC分类】B22C1/22, B22C1/00
【公开号】CN104985109
【申请号】CN201510390922
【发明人】何祥炎, 许吉军, 张潮海
【申请人】安徽三联泵业股份有限公司
【公开日】2015年10月21日
【申请日】2015年7月6日